Серед джерел відновлюваної енергії в світі біомаса займає провідне місце. Біомаса замінює 1250 млн. тонн умовного палива щорічно, що становить 15% всесвітнього споживання первинних енергоресурсів і є четвертим по значущості видом палива. Завдяки великому потенціалу, малим термінам окупності проектів і екологічних переваг, біомасі віддається найвищий пріоритет серед відновлюваних джерел енергії в більшості країн світу.
Основними джерелами біомаси є відходи сільського господарства, серед яких можна виділити солому злакових культур, перегній великої рогатої худоби і свиней, відходи деревообробки, біогаз смітників. Використання цих джерел в країні незначно, незважаючи на значний енергетичний потенціал біомаси. Використання цього потенціалу дає можливість замінити більше 4% загального споживання енергоресурсів.
Більше 17% в енергетичному потенціалі біомаси складає деревна біомаса. Деревна біомаса - це відходи деревини, що утворюються в процесі її технологічної обробки, починаючи від лісозаготівельних робіт і до виробництва кінцевого споживчого продукту. До деревної біомаси відносяться відходи деревини, відходи кори, відходи деревної зелені, відходи насіння.
Відходи можуть бути в кусковому (напр. дрова), сипучому (напр. технологічна тріска) або в м'якому вигляді (напр. верстатна стружка, тирса, деревний сміття). Деякі деревні відходи можна використовувати без додаткової технологічної обробки, а деякі необхідно переробляти в технологічну тріску за допомогою дробильних машин, а після спалювати або використовувати для виробництва паливних брикетів.
У багатьох країнах відходи деревообробки використовують для отримання енергії, оскільки теплова віддача палива, яке отримано з деревної біомаси, цілком відповідає традиційному паливу, наприклад одну тонну вугілля можна замінити 4,2 куб. м. таких відходів. Одним із способів утилізації деревної біомаси є пряме спалювання з метою отримання енергії. Значні переваги деревного палива полягають в його екологічній чистоті: деревина не містить сірку, хлор та інші шкідливі для атмосфери елементи. З іншого боку, невикористана деревна біомаса створює небезпеку для природного середовища, тому що, розкладаючись, призводить до викиду в повітря метану, забруднення річок і загибелі флори та фауни. При використанні деревної біомаси для виробництва енергії виникають додаткові джерела економії грошей, оскільки деревоотходи знаходяться практично на місці їх споживання і не потребують витрат на їх транспортування.
Процес використання деревних відходів може супроводжувати всі етапи отримання та переробки технологічної деревини і, як правило, вимагає виконання наступних загальних етапів: збір відходів, транспортування до місця їх утилізації і, безпосередньо, утилізація відходів з отриманням кінцевої продукції.
Для одержання енергетичного ефекту (тепло, пар, електроенергія) від утилізації деревоотходов найбільш доцільним є їх спалювання.
В залежності від джерела виникнення деревної біомаси показники, що характеризують її властивості, можуть істотно відрізнятися, що ускладнює їх ефективне використання для виробництва тепла. Для уникнення цього недоліку, а також у ситуації, коли обсяг формування деревної біомаси перевищує потребу в ній, можливе застосування технології брикетування.
Деревна біомаса характеризується наступними найважливішими показниками:
• найбільший, найменший і середній розмір складових шматків деревної біомаси
• вологість
• питома теплота згоряння
• густота
• зольність
Розмір складових шматків деревного біомаси та їх геометричні пропорції є першим важливим показником при виборі обладнання для виробництва тепла або електроенергії з деревної біомаси, оскільки, як правило, будь-яке устаткування досягає максимального ККД при використанні того виду пального, на який воно розраховане.
Вологість деревної біомаси також безпосередньо впливає на можливості застосування конкретного устаткування, оскільки деякі типи устаткування використовують деревну біомасу, задану, як правило, не більше ніж попередньо обумовленої вологістю.
Питома теплота згоряння деревної біомаси (вимірюється, як правило, в кал / кг, Дж / кг або кал/м3, Дж/м3) характеризує її паливні властивості. Чим більше питома теплота згоряння, тим менший обсяг деревної біомаси потрібен при спалюванні для виробництва тепла. Цей показник залежить від вологості деревини.
Поліпшити енергетичні показники деревної біомаси дозволяє використання технології брикетування. Кубічний метр тирси або стружки вологістю 15% при згорянні виділяє 500-600 тис. ккал, то такий же обсяг паливних брикетів при згорянні дасть від 4 до 5 млн. ккал. Приблизно 2 тонн паливних брикетів або трохи більше 2 кубічних метрів, достатньо для обігріву котеджу протягом всього опалювального сезону.
Брикетування - це процес перетворення тирси, стружки, а також кори в більш зручну для зберігання і транспортування форму, а також для збільшення їх об'ємної калорійності. Паливні брикети призначаються для спалювання в печах, камінах і в промислових енергетичних установках.
Головна мета брикетування - це концентрація в мінімальному обсязі корисних горючих властивостей деревної біомаси. Паливні брикети займають в 4-5 разів менше обсягу, ніж непрессованний тирса, т. о. стають транспортабельним паливом.
Процес виробництва паливних брикетів складається з таких технологічних операцій:
- транспортування сировини до брикетних пристрою;
- дроблення великих деревних відходів;
- сортування;
- сушка;
- прессовка брикету з термообробкою або без неї;
- охолодження під тиском;
- зберігання, упакування і транспортування до місця споживання або реалізації.
Для автоматизованого виробництва паливних брикетів з деревних відходів необхідна технологічна лінія (наступне обладнання): брикетувальний прес, сушарка (якщо вологість відходів вище 15%), сортування (якщо переробці підлягають неодноразмерние відходи з включенням великих фракцій), рубильна машина (якщо необхідно подрібнювати великі фракції), бункера і транспортні пристрої.
Споживча ціна однієї тонни паливних брикетів в країнах Західної Європи, Канади та США коливається в межах 120-200 дол США. Така ціна конкурентоспроможна у порівнянні з видобуваються видами палива. У регіонах з ускладненою доставкою палива використання паливних брикетів дозволяє навіть отримувати кінцевим споживачам фінансові вигоди. Зростаюча суспільна підтримка екологічно чистих методів отримання енергії також впливає на вибір споживачем методу отримання енергії. Це сприяє стабільному попиту та економічної ефективності їх виробництва.
На сьогоднішній момент величезна маса неперероблених деревних відходів накопичується і зберігається під відкритим небом, що створює загрозу для навколишнього середовища. Переробка деревних відходів вирішує не тільки проблему забезпечення населення недорогими енергоносіями, але так само цілий ряд проблем, пов'язаних зі зниженням обсягу шкідливих викидів, зменшенням негативного впливу енергетики на навколишнє середовище, поліпшенням санітарного стану лісових масивів і промислових площ деревообробних підприємств, створенням нових робочих місць.
Глянець